HTP工艺超低碳贝氏体钢Q620CFD中厚板的开发

研究了超低碳贝氏体钢Q620CFD在HTP工艺条件下轧态、回火态的组织与力学性能;与同级别低Nb钢板进行了变形抗力热模拟对比试验。结果表明,二次开轧温度和轧后回火工艺对该钢的组织、性能和析出物的形态数量有明显影响;采用HTP工艺可以有效降低其控轧生产时的轧制负荷。     

C-Mn-Cr-Nb系低合金钢抗氢致开裂性能

 研究了一种低C、低Mn、高Cr和高Nb低合金钢经控轧控冷及轧后回火处理后性能与组织的变化,并对试验钢进行了抗氢致开裂(HIC)试验。结果表明：与轧态相比,回火处理后试验钢的力学性能有较大提高,600℃左右回火后屈服强度由轧态519MPa增加到626MPa,抗拉强度由653MPa增加到705MPa,且韧性基本未降低,回火处理后组织仍以针状铁素体为主,回火后M/A岛尺寸减少。此外,轧态与回火态钢均能满足抗HIC试验衡量标准,回火处理后抗HIC性能优异。降低Mn质量分数能显著提高低合金钢抗HIC性能,提高Cr质量分数和Nb质量分数能有效强化低Mn钢的强度。     

自回火温度对20MnSi钢筋组织及力学性能影响

  对不同合金成分20MnSi钢进行控轧控冷和不同温度自回火处理后,分别采用光学显微镜和多功能材料试验机研究了不同自回火温度下不同硅、锰含量20MnSi钢筋的显微组织及力学性能。试验结果表明：随着自回火温度的升高,钢筋的表层显微组织逐渐得到改善,并最终得到珠光体组织,使20MnSi钢筋的强度与韧性得到良好配合; 20MnSi钢筋的淬透性随钢筋中Si、Mn元素含量的提高而提高,从而显著增强钢筋的力学性能。采用控轧控冷工艺,在标准范围内适当提高硅、锰含量,并在轧后进行高温自回火,可在不额外加入Nb、V等微合金元素的基础上进行HRB400钢筋的生产。     

冷却工艺对超低碳贝氏体钢强韧性影响的研究

研究了一种含有Cu、Ni、Mo、Nb、B等元素的超低碳贝氏体钢,以搞清楚其在不同的热机械处理 弛豫-析出-控制相变技术 回火工艺(TMCP RPC T)条件下组织和强韧性能的变化规律.实验室研究和工业试制表明,随着工艺制度的不同,钢的显微组织表现为粒状贝氏体和板条贝氏体的比例、形态、尺寸不同;在一定的冷却速度下,轧态钢的屈服强度、抗拉强度和屈强比随终冷温度的降低呈现上升趋势;回火后钢的屈强比较热轧态有所提高.试验条件下,回火温度对Nb析出数量的影响不明显,加热时Nb的固溶程度对该钢的最终组织有明显影响;采用TMCP RPC、TMCP RPC T工艺路线,通过调整工艺参数,能够获得不同性能组合的钢板,实现高性能钢种的柔性化设计.     

800MPa级含钨低碳贝氏体钢的实验研究

采用金相及硬度测量并结合透射电子显微镜观察,研究了800MPa级含钨低碳贝氏体钢轧态及回火态组织和性能的变化.结果表明,实验钢的屈服强度、抗拉强度均随钨的质量分数的提高而提高;回火后试样的冲击值和延伸率都较轧态有所提高;添加钨后,钢板组织为板条贝氏体和少量粒状贝氏体的复合组织;当钨含量高于0.4%,回火温度在550～600℃范围内时,在板条间和位错上析出大量细小的含Nb、W、Ti碳化物,提高了钢板强度;当钨含量低于0.3%时,钨的固溶强化机制作用明显.     

稀土耐候桥梁钢Q370qENH的研制

通过稀土微合金化成分体系、TMCP+回火工艺设计,研制Q370qENH稀土耐候桥梁钢。采用两阶段轧制模式,粗轧阶段开轧温度1 150～1 190℃,精轧阶段开轧温度≥1 100℃,终轧温度控制在780～820℃之间,轧后进行550～620℃高温回火。轧态和回火态显微组织均为细晶粒铁素体+珠光体,但回火态基体上有弥散的第二相NbC颗粒存在;试验钢板具有良好的强韧性、冷成型性能及耐腐蚀性能,尤其是-40℃低温冲击性能优异;试验钢板中的夹杂物仅为细小Ds类夹杂物,表明稀土通过净化钢液、改性夹杂,可以改善试验钢的低温冲击韧性及耐腐蚀性能。     

Nb、V微合金化对高强管线钢相析出及强度的影响

利用扫描电镜、背散射电子衍射和透射电镜等表征方法,系统研究了微合金元素Nb和V对高强度管线钢组织结构与力学性能的影响。结果表明：在热机械控制工艺态,两种材料均为铁素体+贝氏体两相组织,Nb添加实验钢析出相数量高于V添加实验钢;在调质态下,两种样品的组织均为细小的贝氏体铁素体,均达到高强度管线钢X80的力学性能要求;与Nb元素相比,V的添加能使实验钢在回火过程中析出更加细小、弥散的碳化物,V适合用于热处理态材料的生产。Nb、V两种微合金元素对材料基体组织的影响没有显著性差异,Nb的晶粒细化效果优于V,V的沉淀强化效果优于Nb。     

热处理对1000MPa级工程机械结构用钢组织和性能的影响

设计了一种低碳Mn-Mo-Nb-Cu-B系超高强度工程机械结构用钢,研究了在同种成分条件下TMCP(thermo-mechan-ical control-process)+回火与控轧+直接淬火+回火两种工艺对钢组织和性能的影响.对比分析了热处理前后钢板各项力学性能和组织的变化.结果表明,两种工艺条件下钢的屈服强度和冲击性能的变化趋势相似,经500～620℃回火1h后钢的屈服强度均有大幅度提高.控轧+直接淬火+回火得到的钢板综合性能明显优于TMCP+回火,前者在600℃回火后屈服强度仍达到1000MPa以上,同时延伸率达到18%,-40℃冲击功大于30J,而后者塑性较好但强度稍低;随回火温度的升高,控轧+直接淬火+回火工艺条件下的组织演化速度要快于TMCP+回火工艺.     

回火热处理对轧制钛/钢复合板界面组织与性能的影响

研究了500~670 ℃回火热处理对轧制钛/钢复合板界面组织与性能的影响,以期为复合板热加工的工艺参数制定提供指导。对轧态和回火态的钛/钢复合板进行了拉伸、冲击和剪切试验测试,并利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射等研究手段表征了复合板的界面组织、剪切断口形貌及断口反应相。结果表明,回火热处理后,钛/钢复合板的剪切性能降低,随着回火温度的升高,剪切强度呈现下降趋势。轧态和回火态复合板界面反应相均为β Ti和TiC,其中TiC反应相的厚度随着回火温度的升高呈现增厚趋势。TiC脆性相厚度的增加导致了复合板剪切强度的下降,且使得剪切断口呈现脆性断裂倾向增大,撕裂特征减弱,呈现出明显的平滑断裂特征。     

水电站用低碳贝氏体钢07MnCrMoVR的组织性能研究

摘要：采用不同的宽展比对水电站用低碳贝氏体钢07MnCrMoVR进行了轧制,对回火前后试验钢的微观组织形貌进行了观察,并对力学性能进行了检验,同时利用EDS能谱分析了回火过程中碳化物析出行为。结果表明：采用较小的宽展比能提高粗轧纵轧阶段的单道次压下率以及变形区系数,有效地破碎奥氏体再结晶晶粒,轧制后获得细小的粒状贝氏体组织,高温回火后析出大量的渗碳体和合金碳化物均匀弥散地分布在贝氏体铁素体基体上。随着回火温度的提高,试验钢强度性能呈现先升高再降低的现象,伸长率和低温冲击韧性持续升高。     

高强度低合金耐磨钢NM400的强韧化机制

采用控轧控冷工艺生产的高强度低合金耐磨钢NM400,具有高强度、高硬度和较高的韧性,其屈服强度为1 170MPa,抗拉强度为1 369MPa,平均硬度为403HB,伸长率为23%,-20℃冲击功为47J。光学显微镜观察发现,NM400的组织为回火马氏体,淬透性良好;透射电镜下观察发现,钢中存在大量纳米尺寸级析出物,能谱分析表明,析出物为Ti,Nb的碳氮化物。分析结果表明,耐磨钢NM400的强化机制主要为位错强化、细晶强化和析出强化;细晶强化是韧性提高的主要原因。     

超高强韧油井管合金设计与高强韧机制

 为了揭示1 000 MPa级低碳加铌钒钛微合金钢的高强韧机制,研究了S1(w(C)=0.09%)与S2(w(C)=0.17%)两种合金成分的油井管钢成分-工艺-组织-性能关系。试验表明,两种成分试验钢经水淬后的组织分别为板条贝氏体加少量马氏体和马氏体加少量贝氏体的复相组织。两种成分钢经过450~600 ℃、30 min的中温回火后,组织中均出现碳化物析出,且S1试验钢回火后的屈服强度基本不变,抗拉强度下降了约70 MPa,S2试验钢回火后的屈服强度与抗拉强度迅速升高170 MPa左右。溶度积公式的计算结果表明,两种钢的水淬组织中铌、钛元素析出彻底且析出物的体积分数都很小,因此回火铁素体基体中的VC析出强化对S1试验钢回火后屈服强度保持不变以及S2试验钢回火后屈服、抗拉强度提高起到重要作用。     

Influence of thermomechanical treatments on the microstructure and mechanical properties of HSLA-100 steel plates

The influence of thermomechanical treatment (TMT), i.e., controlled rolling and direct quenching, as a function of rolling temperature and deformation on the microstructure and mechanical properties of HSLA-100 steel have been studied. The optical microstructure of the direct quenched (DQ) and tempered steel rooled at lower temperatures (800 °C and 900 °C) showed elongated and deformed grains, whereas complete equiaxed grains were visible after rolling at 1000 °C. The transmission electron microscope (TEM) microstructure of the 800 °C rooled DQ steel showed shorter, irregular, and closer martensite laths with extremely fine Cu and Nb(C,N) precipitates after tempering at 450 °C. The precipitates coarsened somewhat after tempering at 650 °C; the degree of coarsening was, however, less compared to that of the reheat-quenched (RQ) and tempered steel, indicating that the DQ steel was slightly more resistant to tempering. Similar to the RQ steel, at a 450 °C tempering condition, the DQ steel exhibited peak strength with extremely poor impact toughness. After tempering at 650 °C, the toughness of the DQ steel improved significantly, but at the expense of its strength. In general, the strength of the DQ and tempered steel was good and comparable to that of the RQ and tempered steel, although, its impact toughness was marginally less than the latter. The optimum combination of strength and toughness in the DQ steels was achieved after 900 °C rolling with 50 pct deformation, followed by direct quenching and tempering at 650 °C (yield strength (YS)=903 MPa, ultimate tensile strength (UTS)=928 MPa, and Charpy V-notch (CVN) strength=143 J at −85 °C).     

低碳CrNiMo系热连轧钢板的研制

通过成分设计和优化,以及对冶炼、热连轧和热处理工艺等方面的研究,研制出厚度规格小于10 mm的低碳CrNiMo热连轧钢板。对钢板的组织和力学性能等进行了分析,结果表明,连轧板调质处理后,钢板横向和纵向力学性能均匀,具有较高的强度、良好的低温韧性和冷弯性能,钢板韧脆转变温度低于-80℃;钢板的组织为回火索氏体和少量贝氏体;钢板不平度小于6 mm/m。     

轧制比和Nb对V-Ti微合金非调质钢组织及性能的影响

通过金相、扫描、透射电镜研究不同轧制比工艺下V-Ti、Nb-V-Ti两种微合金化非调质钢的微观组织及机械性能。结果显示:Nb-V-Ti非调质钢轧制比大于10时,冲击韧性值可以达到50 J,而V-Ti非调质钢的轧制比却需要大于15以上,才能达到类似的冲击韧性值。从相同轧制比对比也可以发现,Nb-V-Ti非调质钢的冲击性能明显优于V-Ti非调质钢,这是因为Nb能够显著提高非调质钢的奥氏体粗化温度,有效阻止奥氏体晶粒的快速长大,细化非调质钢晶粒,降低珠光体片层间距,使渗碳体呈粒状或球状分布;另外,Nb能促进V-Ti非调质钢中细小含铌碳化物的弥散析出,细化基体组织,同时提高非调质钢的强度。因此,Nb-V-Ti复合非调质钢经过未再结晶区变形后可获得均匀细小的铁素体-珠光体组织,且在900℃未再结晶区进行大轧制比变形能够有效改善Nb-V-Ti非调质钢的强韧性。     

采用OHTP生产低成本X80管线钢工艺研究与实践

 钢铁市场进入微利时代,提高企业竞争优势的出路在于科技创新、优化工艺,实现低成本生产品种钢战略。针对上述问题,邯钢结合炼钢和轧钢技术装备能力,采用了低碳、高铌以及较低的Cu、Ni、Mo成分设计,采用优化的HTP(OHTP)工艺生产出大厚壁、低成本的X80高级别管线钢。检测结果表明,采用OHTP工艺生产的X80管线钢显微组织、力学性能、－15℃落锤性能均符合国家标准和用户的要求。同时,采用OHTP轧制工艺生产的X80管线钢具有优良的低温韧性,完全满足西气东输二线项目对大壁厚X80管线钢热轧钢板的技术要求。     

HTP技术在高强度特厚板生产中的应用

 借助于热模拟、数值模拟的方法,采用添加铌、锰、铬、硼,不含钼的低成本合金设计,通过2种铌质量分数（0.09%和0.05%）钢种的对比,探讨了HTP工艺技术在厚度小于等于100mm、屈服强度大于等于600MPa级别高强度钢中的应用。试验结果表明：采用HTP+回火工艺,可提高钢板的未再结晶温度;改善钢板厚度方向均匀性和钢板的心部冲击韧性,钢板表面和厚度1/4处的组织多为板条贝氏体组织,芯部组织为粒状贝氏体+黑色的珠状组织。     

Relationship Among Microstructure and Properties and Heat Treatment Process of Ultra-High Strength X120 Pipeline Steel

 The variation of heat treatments including directed quenching and tempering off-line after controlled rolling (DQT) and quenching off-line and tempering off-line after controlled rolling (RQT) with microstructure and mechanical properties of a low-carbon microalloyed steel was compared and analyzed. For DQT, the quenched steel was obviously banded microstructure, with increasing tempering temperature, lath martensite coarsened, the cusp carbide precipitated at grain boundaries, the yield strength fluctuated slightly, and the fracture-separation was obvious. The impact toughness was better in the steel tempered at 500 ℃ for 1 h. In RQT, with increasing tempering temperature, lath martensite degenerated, intragranular and intergranular finer precipitations with smaller than 30 nm precipitated and grew up and were distributed dispersedly, the stripe-like carbides were distributed at grain boundaries, and the yield strength and tensile strengthen decreased obviously. The impact toughness of RQT process was much better than that of DQT process, and the comprehensive mechanical properties were better for the steel tempered at 500 ℃ for 1 h of RQT process.